淺談HKH管道泄漏監(jiān)測報(bào)警定位系統(tǒng)

【摘 要】在石油化工企業(yè)中，管道運(yùn)輸是油品運(yùn)送的主要手段，但是隨著管道運(yùn)輸距離的增長，管道的安全運(yùn)行和維護(hù)受到了前所未有的威脅和挑戰(zhàn)，各種原因?qū)е碌墓艿佬孤⒃斐纱罅抠Y源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染，那么選擇一款優(yōu)秀的管道泄漏監(jiān)測報(bào)警定位系統(tǒng)，及時(shí)準(zhǔn)確地報(bào)告事故的范圍和程度，可以最大限度地減少經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境的污染。本文針對HKH管道泄漏監(jiān)測報(bào)警定位系統(tǒng)在石油化工企業(yè)管道運(yùn)輸中的應(yīng)用，來詳細(xì)介紹HKH管道泄漏監(jiān)測報(bào)警定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、工作原理、流程及使用效果。

【關(guān)鍵詞】管道運(yùn)輸；污染；泄漏監(jiān)測；石油化工

一、HKH管道泄漏監(jiān)測報(bào)警定位系統(tǒng)簡介

HKH管道泄漏監(jiān)測報(bào)警定位系統(tǒng)是基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工智能型管道泄漏監(jiān)測報(bào)警定位系統(tǒng)，它克服了傳統(tǒng)方法的不足之處，能夠在管道多種復(fù)雜的工況中，對監(jiān)測范圍內(nèi)的各種大小泄漏進(jìn)行及時(shí)報(bào)警和準(zhǔn)確定位。

HKH系統(tǒng)是一套全自動實(shí)時(shí)管道泄漏監(jiān)測報(bào)警定位系統(tǒng)平臺，最小的網(wǎng)絡(luò)可以由一段只有一對進(jìn)出口的管道組成，多則無限，只要網(wǎng)絡(luò)能夠不間斷地采集到管道每一個端口和必要節(jié)點(diǎn)的流量、壓力等數(shù)據(jù)，系統(tǒng)就能及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)管道的泄漏，正確判定泄漏位置及泄漏量，完整的記錄泄漏過程，無需人為設(shè)置參數(shù)，完全實(shí)現(xiàn)了全自動智能監(jiān)測。該系統(tǒng)適用于各種流體輸送管道，諸如長距離輸送成品油管道、原油管道、氣體介質(zhì)管道、油田外輸管道、油田集輸管道、多相流混和輸送管道等。不但適用于流量和壓力較平穩(wěn)的環(huán)境，流量和壓力波動較大的環(huán)境同樣適用，并且能滿足山區(qū)輸油管道的泄漏監(jiān)測。

HKH管道泄漏監(jiān)測報(bào)警定位系統(tǒng)是一種采用核心算法和關(guān)鍵技術(shù)量身定做的監(jiān)測系統(tǒng)。因?yàn)楣艿拦ぷ鬟^程千差萬別，沒有一個固定不變的模型可以套用。這種技術(shù)不是讓所有不同工況的管道去適應(yīng)一種固定的泄漏監(jiān)測程序，而是讓監(jiān)測系統(tǒng)去首先了解不同管道的特征，讓監(jiān)測系統(tǒng)去適應(yīng)去識別每一條具體的管道。這一特點(diǎn)決定了每一條管道最終都會有一套最適應(yīng)其工藝特點(diǎn)的泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，這也是該系統(tǒng)能夠適應(yīng)各種管道泄漏監(jiān)測的原因。

二、工作原理

1.管道泄漏監(jiān)測技術(shù)的難點(diǎn)

管道泄漏監(jiān)測技術(shù)關(guān)鍵有兩點(diǎn)，一個是如何在錯綜復(fù)雜的背景中發(fā)現(xiàn)泄漏；另一個是發(fā)現(xiàn)泄漏了，怎樣知道它是何時(shí)發(fā)生的？為了使管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)在小信號時(shí)也能準(zhǔn)確識別和定位，HKH采用了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工智能系統(tǒng)，從而使管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的整體性能發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變。該方法克服了負(fù)壓力波法只能對突然發(fā)生的大規(guī)模泄漏準(zhǔn)確檢測的局限性和統(tǒng)計(jì)法相對滯后的缺陷，能夠?qū)π∫?guī)模泄漏進(jìn)行及時(shí)報(bào)警和準(zhǔn)確定位。

2.HKH管道泄漏監(jiān)測報(bào)警定位系統(tǒng)的泄漏識別和定位技術(shù)

HKH管道泄漏監(jiān)測報(bào)警定位系統(tǒng)的泄漏識別和定位方法是一種類似于圖形識別的技術(shù)。比如圖一中的a點(diǎn)，圖二中的c點(diǎn)，是模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別出來的泄漏起點(diǎn)，其特點(diǎn)是比人的識別速度快，觀察選點(diǎn)更精確、更及時(shí)，它不是簡單閾值識別能做到的，這就是人工智能的特點(diǎn)，所以，它的定位效果是最好的。簡單閾值報(bào)警技術(shù)識別的是b點(diǎn)和d點(diǎn)。

3.不需要設(shè)置報(bào)警閾值的模糊識別人工智能系統(tǒng)

絕大多數(shù)報(bào)警設(shè)備，幾乎都要設(shè)置一個報(bào)警的門限值，即閾值。因?yàn)閳?bào)警往往依賴于一個物理參數(shù)，如果這個參數(shù)超過了閾值，那就報(bào)警。但人對事情的識別并不是這樣的。假如讓我們識別到來的客人是不是熟人，那報(bào)警的閾值是什么？是我們頭腦中過去積累的經(jīng)驗(yàn)和印象，不是具體的數(shù)字，這就是模糊識別。HKH管道泄漏監(jiān)測報(bào)警定位系統(tǒng)，就是這樣一個不需要設(shè)置閾值的人工智能系統(tǒng)。小信號的檢測使我們能及時(shí)得到管道運(yùn)行中各種信息的變化，而模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)則能從這種細(xì)微的變化中識別出泄漏信息，而網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)功能則使系統(tǒng)能最大限度地適應(yīng)各種管道環(huán)境條件，從而縮短了調(diào)試周期，增加了系統(tǒng)的可靠性和廣泛的適應(yīng)性。

三、HKH管道泄漏監(jiān)測報(bào)警定位系統(tǒng)的工作流程

第一步，對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，剔除錯誤數(shù)據(jù)和其它干擾波；

第二步，積累經(jīng)驗(yàn)，分析管道運(yùn)行的規(guī)律，提取各種特征；

第三步，把提取的特征輸送到定性分析神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，由該網(wǎng)絡(luò)分析識別是否發(fā)生了泄漏；

第四步，根據(jù)上述過程所得出的結(jié)果，再次進(jìn)行檢查、驗(yàn)證，如無誤則可確定事件發(fā)生的時(shí)刻；

第五步，根據(jù)管道輸油工況來分析確定管道上壓力波的傳播速度；

第六步，求出泄漏位置，進(jìn)行報(bào)警。

四、綜述

由于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自學(xué)習(xí)，自適應(yīng)功能，具有統(tǒng)計(jì)特性，采用這種網(wǎng)絡(luò)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)較小的泄漏，使得系統(tǒng)能比其它泄漏監(jiān)測方法更早地發(fā)現(xiàn)泄漏，系統(tǒng)定位精度大大高于其它泄漏監(jiān)測方法。本系統(tǒng)有著優(yōu)良的技術(shù)性能，安裝調(diào)試極為方便，真正做到了：帶產(chǎn)施工，快速安裝，全自動無人值守運(yùn)行。

HKH管道泄漏監(jiān)測報(bào)警定位系統(tǒng)在石油化工企業(yè)中的應(yīng)用效果明顯，隨著市場需求的日益廣泛，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)展，不僅僅是在石油石化行業(yè)，其他行業(yè)的需求也呈明顯上升趨勢。

作者簡介：范紅武，男，撫順石化公司石油二廠科技信息部工程師。